(57)【要約】本発明は、発光装置、ライトバルブ及び制御装置を備える投影システムを提供する。前記発光装置は、少なくとも第１色、第２色及び前記第１色と前記第２色との混合色である第３色の光線を出射する。前記制御装置は、画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得し、前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定する。前記制御装置は、前記ライトバルブが特定されたプレ表示画像における各画素点の対応する色の階調値に基づいて、前記発光装置から出射された対応する色の光線を変調することにより、前記プレ表示画像のデータに対応する画像を形成するように制御する。本発明は、投影システムに適用される画像変調方法をさらに提供する。【選択図】図１
2019510264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置、ライトバルブ及び制御装置を備える投影システムであって、
前記発光装置は、少なくとも第１色と第２色と第３色との光線を出射し、前記第３色が前記第１色と前記第２色との混合色であり、
前記制御装置は、画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得し、
前記制御装置は、前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定し、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第３色に対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のうちの小さい方の階調値以下であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のそれぞれと前記第３色に対応する階調値との差に等しく、
前記制御装置は、前記ライトバルブが特定されたプレ表示画像における各画素点の対応する色の階調値に基づいて、前記発光装置から出射された対応する色の光線を変調することにより、前記プレ表示画像のデータに対応する画像を形成するように制御する投影システム。
【請求項２】
前記発光装置は、第４色の光線を出射可能であり、
前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値をさらに含み、
前記制御装置は、前記各画素点の第４色に対応する階調値に基づいて前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定可能であり、
前記制御装置は、前記発光装置が第４色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
【請求項３】
前記入力画像データにおける１つの画素点の第１色と第２色との階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２（ただし、Ｎ１≧Ｎ２）とし、
前記制御装置は、前記発光装置が第３色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが階調値Ｎ２に基づいて変調するように制御し、
前記制御装置は、前記発光装置が第１色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記相応の画素点で階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
【請求項４】
前記発光装置は、光源及びカラーホイールを含み、
前記カラーホイールが、第１セグメント、第２セグメント及び第３セグメントを含み、
前記光源からの光線が前記第１セグメント、前記第２セグメント及び前記第３セグメントに照射されたとき、前記第１色の光線、前記第２色の光線及び前記第３色の光線は、それぞれ出射可能であることを特徴とする請求項３に記載の投影システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、
画像解析モジュールは、１フレームのカラー画像の第１色フレーム画像データ、第２色フレーム画像データ及び第３色フレーム画像データから、第１色と第２色と第３色との画像データを得て、各画素に対応する第１色と第２色と第３色との階調値を取得して、さらに第１色と第２色と第３色との画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計してｄｌ、ｄ２、ｄ３とし、
前記制御装置は、前記発光装置の第１色と第２色と第３色との変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴｌ×ｄｌ／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５に制御することを特徴とする請求項４に記載の投影システム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、
前記第１セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）、前記第２セグメントが前記光源により照射される時間長をゼロ、前記第３セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（Ｎ２／２５５）に制御することを特徴とする請求項５に記載の投影システム。
【請求項７】
前記Ｔｌ、Ｔ２及びＴ３が互いに等しいことを特徴とする請求項６に記載の投影システム。
【請求項８】
前記光源は、励起光源であり、
前記第１セグメントは、前記励起光を吸収して第１色の光線を出射可能な第１色光線波長変換材料層を担持し、
前記第２セグメントは、前記励起光を吸収して第２色の光線を出射可能な第２色光線波長変換材料層を担持し
前記第３セグメントは、前記励起光を吸収して第３色の光線を出射可能な第３色光線波長変換材料層を担持することを特徴とする請求項５に記載の投影システム。
【請求項９】
前記第１色光線波長変換材料層は、赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層は、緑色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層は、黄色蛍光体であることを特徴とする請求項８に記載の投影システム。
【請求項１０】
前記カラーホイールは、第４セグメントをさらに含み、
前記光源からの光線が前記第４セグメントに照射されたとき、第４色の光線は出射可能であり、
前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値を含み、
前記制御装置は、
前記第４色に対応する階調値に基づいてプレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、
前記カラーホイールから第４色の光線が出射されたとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項４に記載の投影システム。
【請求項１１】
前記光源は、紫外励起光源であり、
前記第４セグメントは、前記励起光を吸収して第４色の光線を出射可能な第４色光線波長変換材料層を担持することを特徴とする請求項１０に記載の投影システム。
【請求項１２】
前記光源は、青色励起光源であり、
前記第４セグメントは、青色光を透過可能な透過層であることを特徴とする請求項１０に記載の投影システム。
【請求項１３】
前記第１色は赤色であり、前記第２色は緑色であり、前記第３色は黄色であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の投影システム。
【請求項１４】
投影システムに適用される画像変調方法であって、
画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得するステップと、
前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定するステップであって、前記第３色が前記第１色と前記第２色との混合色であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第３色に対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のうちの小さい方の階調値以下であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のそれぞれと前記第３色に対応する階調値との差に等しいステップと、
ライトバルブが特定されたプレ表示画像における各画素点の対応する色の階調値に基づいて、前記発光装置から出射された対応する色の光線を変調することにより、前記プレ表示画像のデータに対応する画像を形成するように制御するステップと、
を含む画像変調方法。
【請求項１５】
取得された入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値をさらに含み、
前記各画素点の第４色に対応する階調値に基づいて前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、
前記発光装置が第４色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項１４に記載の画像変調方法。
【請求項１６】
前記入力画像データの１つの画素点の第１色と第２色との階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２（ただし、Ｎ１≧Ｎ２）とし、
前記発光装置が第３色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが相応の画素点で階調値Ｎ２に基づいて変調するように制御し、
前記発光装置が第１色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記相応の画素点で階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて変調するように制御し、
前記発光装置が第２色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが動作しないように制御することを特徴とする請求項１４に記載の画像変調方法。
【請求項１７】
前記発光装置は、光源及びカラーホイールを含み、
前記カラーホイールが、第１セグメント、第２セグメント及び第３セグメントを含み、
前記光源からの光線が前記第１セグメント、前記第２セグメント及び前記第３セグメントに照射されたとき、前記第１色の光線、前記第２色の光線及び前記第３色の光線は、それぞれ出射可能であることを特徴とする請求項１６に記載の画像変調方法。
【請求項１８】
前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、
１フレームのカラー画像の第１色フレーム画像データ、第２色フレーム画像データ及び第３色フレーム画像データから、第１色と第２色と第３色との画像データを得て、各画素に対応する第１色と第２色と第３色との階調値を取得して、さらに第１色と第２色と第３色との画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計してｄｌ、ｄ２、ｄ３とし、
前記発光装置の第１色と第２色と第３色との変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴｌ×ｄｌ／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５に制御することを特徴とする請求項１７に記載の画像変調方法。
【請求項１９】
第１色の光線、第２色の光線及び第３色の光線を交互に出射するように発光装置を制御するステップは、
前記カラーホイールの第１セグメントと第２セグメントと第３セグメントと第４セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、
前記第１セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）、前記第２セグメントが前記光源により照射される時間長をゼロ、前記第３セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（Ｎ２／２５５）に制御することを含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の画像変調方法。
【請求項２０】
前記Ｔ１、Ｔ２及びＴ３が互いに等しいことを特徴とする請求項１９に記載の画像変調方法。
【請求項２１】
前記光源は、励起光源であり、
前記第１セグメントは、前記励起光を吸収して第１色の光線を出射可能な第１色光線波長変換材料層を担持し、
前記第２セグメントは、前記励起光を吸収して第２色の光線を出射可能な第２色光線波長変換材料層を担持し
前記第３セグメントは、前記励起光を吸収して第３色の光線を出射可能な第３色光線波長変換材料層を担持することを特徴とする請求項１７に記載の画像変調方法。
【請求項２２】
前記第１色光線波長変換材料層は、赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層は、緑色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層は、黄色蛍光体であることを特徴とする請求項２１に記載の画像変調方法。
【請求項２３】
前記カラーホイールは、第４セグメントをさらに含み、
前記光源からの光線が前記第４セグメントに照射されたとき、第４光線は出射可能であり、
前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値を含み、
前記第４色に対応する階調値に基づいてプレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、
前記カラーホイールから第４色の光線が出射されたとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項２１に記載の画像変調方法。
【請求項２４】
前記光源は、紫外励起光源であり、
前記第４セグメントは、前記励起光を吸収して第４色の光線を出射可能な第４色光線波長変換材料層を担持することを特徴とする請求項２３に記載の画像変調方法。
【請求項２５】
前記光源は、青色励起光源であり、
前記第４セグメントは、青色光を透過可能な透過層であることを特徴とする請求項２３に記載の画像変調方法。
【請求項２６】
前記第１色は赤色であり、前記第２色は緑色であり、前記第３色は黄色であることを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の画像変調方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影技術分野に関し、特に投影システム及び画像変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投影装置は、映画再生や会議、宣伝などの種々の適用場面に広く使用されている。一般的に、投影装置の光変調技術は、３ライトバルブ式の変調技術と１ライトバルブ式の変調技術に分けられる。３ライトバルブ式の変調技術では、異なる３つのライトバルブにより赤、緑、青という３つの基本色の単色光をそれぞれ変調し、各基本色の光の単色画像を発生させてから、ダイクロイックフィルタ又は他の光合成装置により各単色画像を１つのカラー画像に合成して、スクリーンに結像する。１ライトバルブ式の変調技術では、１つのライトバルブにより赤、緑、青が周期的に快速に変化する単色光のシーケンスを変調して、これに応じて、赤、緑、青が周期的に変換する基本色の画像シーケンスを得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この場合、画像シーケンスの変化速度が充分速ければ、人間の目がすべての基本色の画像のそれぞれを認識できないので、この基本色の画像シーケンスが人間の目による残像でカラー画像に合成される。３ライトバルブ式の変調技術でも１ライトバルブ式の変調技術でも、赤、緑、青という３つの基本色の光で画像変調を行うことが一般的であるため、表示画像の彩度が高くない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題に鑑みて、上記課題を解決可能な投影システム及び画像変調方法を提供することが必要である。
【０００５】
本発明は、投影システムを提供する。前記投影システムは、発光装置、ライトバルブ及び制御装置を備え、
前記発光装置は、少なくとも第１色と第２色と第３色との光線を出射し、前記第３色が前記第１色と前記第２色との混合色であり、
前記制御装置は、画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得し、
前記制御装置は、前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定し、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第３色に対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のうちの小さい方の階調値以下であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のそれぞれと前記第３色に対応する階調値との差に等しく、
前記制御装置は、前記ライトバルブが特定されたプレ表示画像における各画素点の対応する色の階調値に基づいて、前記発光装置から出射された対応する色の光線を変調することにより、前記プレ表示画像のデータに対応する画像を形成するように制御する。
【０００６】
好ましくは、前記発光装置は、第４色の光線を出射可能であり、前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値をさらに含み、前記制御装置は、前記各画素点の第４色に対応する階調値に基づいて前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、前記制御装置は、前記発光装置が第４色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御する。
【０００７】
好ましくは、前記入力画像データにおける１つの画素点の第１色と第２色との階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２（ただし、Ｎ１≧Ｎ２）とし、前記制御装置は、前記発光装置が第３色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが階調値Ｎ２に基づいて変調するように制御し、前記制御装置は、前記発光装置が第１色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記相応の画素点で階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて変調するように制御する。
【０００８】
好ましくは、前記発光装置は、光源及びカラーホイールを含み、前記カラーホイールが、第１セグメント、第２セグメント及び第３セグメントを含み、前記光源からの光線が前記第１セグメント、前記第２セグメント及び前記第３セグメントに照射されたとき、前記第１色の光線、前記第２色の光線及び前記第３色の光線は、それぞれ出射可能である。
【０００９】
好ましくは、前記制御装置は、前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、画像解析モジュールは、１フレームのカラー画像の第１色フレーム画像データ、第２色フレーム画像データ及び第３色フレーム画像データから、第１色と第２色と第３色との画像データを得て、各画素に対応する第１色と第２色と第３色との階調値を取得して、さらに第１色と第２色と第３色との画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計してｄｌ、ｄ２、ｄ３とし、前記制御装置は、前記発光装置の第１色と第２色と第３色との変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴｌ×ｄｌ／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５に制御する。
【００１０】
好ましくは、前記制御装置は、前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントと前記第４セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、前記第１セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）、前記第２セグメントが前記光源により照射される時間長をゼロ、前記第３セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（Ｎ２／２５５）に制御する。
【００１１】
好ましくは、前記Ｔｌ、Ｔ２及びＴ３が互いに等しい。
【００１２】
好ましくは、前記光源は、励起光源であり、前記第１セグメントは、前記励起光を吸収して第１色の光線を出射可能な第１色光線波長変換材料層を担持し、前記第２セグメントは、前記励起光を吸収して第２色の光線を出射可能な第２色光線波長変換材料層を担持し、前記第３セグメントは、前記励起光を吸収して第３色の光線を出射可能な第３色光線波長変換材料層を担持する。
【００１３】
好ましくは、前記第１色光線波長変換材料層は、赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層は、緑色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層は、黄色蛍光体である。
【００１４】
好ましくは、前記カラーホイールは、第４セグメントをさらに含み、前記光源からの光線が前記第４セグメントに照射されたとき、第４光線は出射可能であり、前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値を含み、前記制御装置は、前記第４色に対応する階調値に基づいてプレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、前記カラーホイールから第４色の光線が出射されたとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御する。
【００１５】
好ましくは、前記光源は、紫外励起光源であり、前記第４セグメントは、前記励起光を吸収して第４色の光線を出射可能な第４色光線波長変換材料層を担持する。
【００１６】
好ましくは、前記光源は、青色励起光源であり、前記第４セグメントは、青色光を透過可能な透過層である。
【００１７】
好ましくは、前記第１色は赤色であり、前記第２色は緑色であり、前記第３色は黄色である。
【００１８】
本発明は、投影システムに適用される画像変調方法を更に提供する。前記画像変調方法は、
画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得するステップと、
前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定するステップであって、前記第３色が前記第１色と前記第２色との混合色であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第３色に対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のうちの小さい方の階調値以下であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のそれぞれと前記第３色に対応する階調値との差に等しいステップと、
ライトバルブが特定されたプレ表示画像における各画素点の対応する色の階調値に基づいて、前記発光装置から出射された対応する色の光線を変調することにより、前記プレ表示画像のデータに対応する画像を形成するように制御するステップと、を含む。
【００１９】
好ましくは、取得された入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値をさらに含み、前記各画素点の第４色に対応する階調値に基づいて前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、前記発光装置が第４色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御する。
【００２０】
好ましくは、前記入力画像データの１つの画素点の第１色と第２色との階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２（ただし、Ｎ１≧Ｎ２）とし、前記発光装置が第３色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが相応の画素点で階調値Ｎ２に基づいて変調するように制御し、前記発光装置が第１色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが相応の画素点で階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて変調するように制御し、前記発光装置が第２色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが動作しないように制御する。
【００２１】
好ましくは、前記発光装置は、光源及びカラーホイールを含み、前記カラーホイールが、第１セグメント、第２セグメント及び第３セグメントを含み、前記光源からの光線が前記第１セグメント、前記第２セグメント及び前記第３セグメントに照射されたとき、前記第１色の光線、前記第２色の光線及び前記第３色の光線は、それぞれ出射可能である。
【００２２】
好ましくは、前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、１フレームのカラー画像の第１色フレーム画像データ、第２色フレーム画像データ及び第３色フレーム画像データから、第１色と第２色と第３色との画像データを得て、各画素に対応する第１色と第２色と第３色との階調値を取得して、さらに第１色と第２色と第３色との画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計してｄｌ、ｄ２、ｄ３とし、前記発光装置の第１色と第２色と第３色との変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴｌ×ｄｌ／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５に制御する。
【００２３】
好ましくは、第１色の光線、第２色の光線及び第３色の光線を交互に出射するように発光装置を制御するステップは、前記カラーホイールの第１セグメントと第２セグメントと第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、前記第１セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）とし、前記第２セグメントが前記光源により照射される時間長をゼロとし、前記第３セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（Ｎ２／２５５）に制御することを含む。
【００２４】
好ましくは、前記Ｔ１、Ｔ２及びＴ３が互いに等しい。
【００２５】
好ましくは、前記光源は、励起光源であり、前記第１セグメントは、前記励起光を吸収して第１色の光線を出射可能な第１色光線波長変換材料層を担持し、前記第２セグメントは、前記励起光を吸収して第２色の光線を出射可能な第２色光線波長変換材料層を担持し前記第３セグメントは、前記励起光を吸収して第３色の光線を出射可能な第３色光線波長変換材料層を担持する。
【００２６】
好ましくは、前記第１色光線波長変換材料層は、赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層は、緑色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層は、黄色蛍光体である。
【００２７】
好ましくは、前記カラーホイールは、第４セグメントをさらに含み、前記光源からの光線が前記第４セグメントに照射されたとき、第４色の光線は出射可能であり、前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値を含み、前記第４色に対応する階調値に基づいてプレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、前記カラーホイールから第４色の光線が出射されたとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御する。
【００２８】
好ましくは、前記光源は、紫外励起光源であり、前記第４セグメントは、前記励起光を吸収して第４色の光線を出射可能な第４色光線波長変換材料層を担持する。
【００２９】
好ましくは、前記光源は、青色励起光源であり、前記第４セグメントは、青色光を透過可能な透過層である。
【００３０】
好ましくは、前記第１色は赤色であり、前記第２色は緑色であり、前記第３色は黄色である。
【発明の効果】
【００３１】
従来技術に対して、本発明は、ライトバルブが発光装置から出射される異なる４つの色の光線を光源として画像を合成することにより、色彩の多様性及び色彩の彩度が向上する投影システム及び画像変調方法を提供する。そして、前記第１色光線波長変換材料層が赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層が緑色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層が黄色蛍光体であることにより、黄色蛍光体が励起されて黄色光線を発生させる変換効率が赤色蛍光体が励起され赤色光を発生させる効率よりも高いので、赤色光の輝度をある程度補充して、投影システムの表示品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の投影システムの模式図である。
【図２】図１のカラーホイールの模式図である。
【図３】本発明に係る画像変調方法の模式フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
上記図面を参照しながら、以下の発明を実施するための形態により本発明をさらに説明する。
【００３４】
以下、本発明の実施例の図面を参照しながら、本発明の実施例における解決手段をはっきりと完全に説明し、当然ながら、説明する実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づき、当業者が進歩性に値する労働を行わない前提で取得した他の実施例の全ては、本発明の保護範囲に含まれる。矛盾がない場合、下記の実施例及び実施例における特徴を相互に組み合わせ可能である。
【００３５】
説明すべきことは、本発明では、一方の構成要素が他方の構成要素に「接続される」ことが言及されると、他方の構成要素に直接接続されてもよく、介在構成要素を介して他方の構成要素に接続されてもよい。
【００３６】
別途に定義しない限り、本願に使用されるすべての技術・科学的用語は、本発明の技術分に属する技術者が通常に理解する意味と同じである。本願では、本発明の明細書に使用される用語は、発明を実施するための形態を記述するためのものだけであり、本発明を限定するためのものではない。
【００３７】
図１を参照すると、本発明の実施態様は、発光装置１０、ライトバルブ２０及び制御装置３０を備える投影システム１００を提供する。本実施態様では、前記投影システム１００は、投影レンズや投影スクリーンなどの必要まだは非必要な構成要素をさらに備え、紙面の都合上から、ここでその説明を省略する。
【００３８】
前記発光装置１０は、光源１１及びカラーホイール１３を含む。前記光源１１は、励起光を発生させるものであり、好ましくは、前記励起光が紫外光である。前記光源１１は、発光ダイオード、レーザダイオードまたは他の固体光源であってもよい。
【００３９】
図２に示すように、前記カラーホイール１３には、波長変換材料が担持されている。前記カラーホイール１３が駆動装置（図示せず）により回転するように駆動される。本実施態様では、前記カラーホイール１３は、透過式のものであり、即ち、前記カラーホイール１３から出射される出射光線が入射光線と同じである。前記カラーホイール１３は、ほぼ円盤状のカラーホイール構成であり、第１セグメント１３１、第２セグメント１３３、第３セグメント１３５及び第４セグメント１３７を含む。前記第１セグメント１３１、前記第２セグメント１３３、前記第３セグメント１３５及び前記第４セグメント１３７は、扇形に構成され、且つ大きさが相互に同じである。他の実施例では、前記第１セグメント１３１、前記第２セグメント１３３、前記第３セグメント１３５及び前記第４セグメント１３７は、大きさが異なってもよいこと、と理解すべきである。前記第１セグメント１３１には、充分の厚さを有し、前記励起光を吸収して第１色の光線を出射可能な第１色光線波長変換材料層が担持され、前記第２セグメント１３３には、充分の厚さを有し、前記励起光を吸収して第２色の光線を出射可能な第２色光線波長変換材料層が担持され、前記第３セグメント１３５には、充分の厚さを有し、前記励起光を吸収して第３色の光線を出射可能な第３色光線波長変換材料層が担持され、前記第４セグメント１３７には、充分の厚さを有し、前記励起光を吸収して第４色の光線を出射可能な第４色光線波長変換材料層が担持されている。前記波長変換材料は、蛍光体、量子ドット材料または励起光を適当な色の被励起光に変換可能な他の材料であってもよい。前記第３色は、前記第１色と前記第２色との混合色である。
【００４０】
本実施態様では、前記第１色の光線は赤色光であり、前記第２色の光線は緑光であり、前記第３色の光線は黄光であり、前記第４色の光線は青色光である。本実施例では、前記第１色光線波長変換材料層は赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層は緑色蛍光体であり、前記第４色光線波長変換材料層は青色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層は黄色蛍光体である。
【００４１】
前記光源１１が青色励起光源である場合、前記第４セグメント１３７を透明セグメントとすることが可能であり、前記光源１１からの励起光線が前記第４セグメント１３７に照射された時、前記光源１１からの光線が前記第４セグメント１３７を直接透過し出射されること、と理解すべきである。他の実施例では、前記カラーホイール１３は、反射式であってもよく、即ち、カラーホイールから出射される出射光の進行方向が、入射光に対してほぼ反対してまたはある角度を成す。他の実施例では、前記光源１１が白色光源とされてもよく、前記波長変換材料がフィルタ材料であってもよい。
【００４２】
前記第１セグメント１３１、前記第２セグメント１３３、前記第３セグメント１３５及び前記第４セグメント１３７は、前記カラーホイール１３が回転する際、交互に前記光源１１からの励起光の伝送路に位置して、前記発光装置１０がカラーシーケンスである第１色−第２色−第３色−第４色−第１色−第２色−第３色…を交互に出力するようになる。実際に出射するカラーシーケンス及び継続時間に応じて、前記カラーホイール１３のセグメント数、担持している波長変換材料、前記カラーホイール１３の回転速度などを設置してもよい、と理解すべきである。
【００４３】
前記ライトバルブ２０は、前記カラーホイール１３から出射された光線の伝送路に位置している。前記カラーホイール１３から出射された光線は前記ライトバルブ２０に入射可能である。前記ライトバルブ２０により変調された第１色の光線、第２色の光線、第３色の光線及び第４色の光線が投影レンズに達して、投影され画像が表示される。前記ライトバルブ２０は、ＬＣＤやＬＣｏＳ、ＤＭＤなどであってもよい、と理解すべきである。
【００４４】
前記制御装置３０は、制御モジュール３１及び画像解析モジュール３５を含む。前記制御モジュール３１は、第１制御ユニット３１１、第２制御ユニット３１３及び第３制御ユニット３１５を含む。前記第１制御ユニット３１１は、前記光源１１をオン・オフさせるためのものであり、前記第２制御ユニット３１３は、前記カラーホイール１３の動作を駆動制御するためのものである。前記第３制御ユニット３１５は、前記光源１１がオンで点灯する際に画像を変調するように前記ライトバルブ２０を制御するためのものである。
【００４５】
前記画像解析モジュール３５は、前記第３制御ユニット３１５に接続され、画像信号を受信して受信された画像信号に対して解析処理を行うことにより、各フレームのカラー入力画像データを含む入力画像データを形成するためのものである。前記画像解析モジュール３５は、前記入力画像に対して更なる変調処理を行う。
【００４６】
前記画像解析モジュール３５は、画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得する。前記画像解析モジュール３５は、前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定し、そのうち、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第３色に対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のうち小さい方の値以下であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値が、それぞれ前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値と前記第３色に対応する階調値との差に等しい。前記第３色は、前記第１色と前記第２色との混合色である。換言すれば、前記画像変調信号は、前記プレ表示画像の第１色の階調値、第２色の階調値、前記第３色の階調値及び第４色の階調値を含む。本実施態様では、前記第１色は赤色であり、前記第２色は緑色であり、前記第３色は黄色であり、前記第４色は青色である。前記投影システム１００の投影表示画像が前記プレ表示画像とほぼ一致している。
【００４７】
前記画像解析モジュール３５が取得したあるフレームの入力カラー画像において、第１色、第２色、第４色のある画素点での階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２及びＮ３（ただし、Ｎ２≦Ｎ１、０≦Ｎ１≦２５５、０≦Ｎ２≦２５５、０≦Ｎ３≦２５５）とする。前記画素点の第１色の階調値と第２色の階調値のうち小さい方の値は、Ｎ２であり、前記Ｎ２をプレ表示画像の相応の画素点の第３色の階調値として特定して、前記第１色の階調値、前記第２色の階調値と前記第３色の階調値との差を前記プレ表示画像の相応の画素点の第１色の階調値、第２色の階調値とし、前記プレ表示画像の第４色の階調値はそのままである。このように、前記プレ表示画像の相応の画素点の第１色、第２色、第４色及び第３色の階調値は、それぞれ（Ｎ１−Ｎ２）、０、Ｎ３及びＮ２である。
【００４８】
前記第２制御ユニット３１３は、前記カラーホイール１３を回転するように駆動制御するためのものである。１フレームの画像を変調するためにかかる時間をＴとして仮定する場合、前記カラーホイール１３の第１セグメント１３１、第２セグメント１３３、第３セグメント１３５及び第４セグメント１３７の光路に存在する時間帯をぞれぞれＴ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４とし、前記Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４の合計をＴとする。
【００４９】
当前記第１セグメント１３１が前記光路に存在する時間帯Ｔ１で、前記第１制御ユニット３１１は、Ｔ１の（Ｎ１−Ｎ２）／２５５の時間内で点灯するように前記光源１１を制御して、即ち、前記第１セグメント１３１が前記光源１１により照射される時間長がＴ１×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）であり、前記第３制御ユニット３１５は、第１色の階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて相応の画素点で画像を変調するように前記ライトバルブ２０を制御する。それに応じて、前記第２セグメント１３３が前記光路に存在する時間帯Ｔ２で、前記第１制御ユニット３１１は、前記光源１１をオフさせるように制御して、前記第３制御ユニット３１５は、前記ライトバルブ２０が動作しないように制御する。前記第３セグメント１３５が前記光路に存在する時間帯Ｔ３で、前記第１制御ユニット３１１は、Ｔ３のＮ２／２５５の時間内でオンするように前記光源１１を制御して、即ち、前記第３セグメント１３５が前記光源１１により照射される時間長がＴ３×（Ｎ２／２５５）であり、前記第３制御ユニット３１５は、前記光源１１の点灯時間帯で第３色の階調値Ｎ２に基づいて相応の画素点で画像を変調すように前記ライトバルブ２０を制御する。前記第４セグメント１３７が前記光路に存在する時間帯Ｔ４で、前記第１制御ユニット３１１は、Ｔ４のＮ３／２５５の時間内でオンするように前記光源１１を制御して、即ち、前記第４セグメント１３７が前記光源により照射される時間長がＴ４×（Ｎ３／２５５）であり、前記第３制御ユニット３１５は、前記光源１１の点灯時間帯で第４色の階調値Ｎ３に基づいて相応の画素点で画像を変調すように前記ライトバルブ２０を制御する。
【００５０】
本実施例では、前記第１セグメント１３１、前記第２セグメント１３３、前記第３セグメント１３５及び前記第４セグメント１３７の光路に存在する時間をいずれもＴ／４とする。Ｎ１が２５０、Ｎ２が２００、Ｎ３が１００であることを例として、前記画素点の第１色の階調値と第２色の階調値のうち小さい方の値は２００であり、前記画像解析モジュール３５は、前記小さい方の値２００を前記プレ表示画像の相応の画素点の第３色階調値とし、前記プレ表示画像の前記入力画像に対応する相応の画素点の第１色、第２色、第３色及び第４色の階調値は、それぞれ５０、０、２００、１００であり、前記第１セグメント１３１が前記光源１１により照射される時間長は（Ｔ／４）×（５０／２５５）であり、前記第２セグメント１３５が前記光源１１より照射される時間長は（Ｔ／４）×（２００／２５５）であり、前記第４セグメント１３７が前記光源１１より照射される時間長は（Ｔ／４）×（ｌ００／２５５）である。
【００５１】
前記発光装置１０は、前記発光装置１０の発光品質を向上させるために、ホモジナイザー（図示せず）などの光学素子をさらに備えること、と理解されるべきである。
【００５２】
一実施例では、前記画像解析モジュール３５は、１フレームのカラー画像の赤色フレーム画像データ、緑色フレーム画像データ及び青色フレーム画像データから、赤、緑、黄、青という４色のフレーム画像データを得て、各画素に対応する赤、緑、黄、青の階調値を取得して、さらに赤、緑、黄、青という４色のフレーム画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計してｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４とする。前記第１制御ユニット３１１は、前記光源１１の赤色光、緑色光、黄色光、青色光の変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴ１×ｄ１／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５、Ｔ４×ｄ４／２５５に制御することにより、光源エネルギーを節約することができる。
【００５３】
前記投影システム１００の発光装置１０は、少なくとも第１色、第２色及び第３色の光線を出射可能であり、即ち、前記カラーホイール１３には、第４セグメント１３７が設けられなくてもよい、と理解されるべきである。
【００５４】
本発明は、前記投影システム１００に適用される画像変調方法をさらに提供する。図３に示すように、前記画像変調方法は、以下のステップを含む。
【００５５】
画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得するステップ３０１を含む。
具体的に、前記画像解析モジュール３５により各フレームカラー画像における各画素点の第１色、第２色、第４色の階調値を取得し、あるフレームで入力さらたカラー画像のある画素点の第１色、第２色、第４色の階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２及びＮ３（ただし、Ｎ１≧Ｎ２、０≦Ｎ１≦２５５、０≦Ｎ２≦２５５、０≦Ｎ３≦２５５）とする。
【００５６】
前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定するステップであって、前記第３色が前記第１色と前記第２色との混合色であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第３色に対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のうち小さい方の階調値以下であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のそれぞれと前記第３色に対応する階調値との差に等しく、前記第４色の階調値が前記入力画像の階調値と一致しているステップ３０２を含む。
具体的に、上記画素点の第１色の階調値と第２色の階調値のうち小さい方の値はＮ２であり、前記画像解析モジュール３５によりプレ表示画像の相応画素点での第３色の階調値をＮ２として特定して、前記画像解析モジュール３５により前記第１色の階調値、第２色の階調値と前記第３色階調値との差を算出して、前記第１色の階調値、第２色の階調値と前記第３色の階調値との差を前記プレ表示画像の相応の画素点での第１色の階調値、第２色の階調値をとし、前記プレ表示画像の第４色の階調値がそのままである。このように、前記プレ表示画像の相応の画素点の第１色、第２色、第４色及び第３色の階調値は、それぞれ（Ｎ１−Ｎ２）、０、Ｎ３及びＮ２である。
【００５７】
ライトバルブ２０が特定されたプレ表示画像における各画素点の対応する色の階調値に基づいて、前記発光装置１０から出射された対応する色の光線を変調することにより、前記プレ表示画像のデータに対応する画像を形成するように制御するステップ３０３を含む。
【００５８】
前記第２制御ユニット３１３により、前記カラーホイール１３の第１セグメント１３１、第２セグメント１３３、第３セグメント１３５及び第４セグメント１３７の光路に存在する時間帯を制御するとともに、前記第１制御ユニット３１１により、前記光源１１の前記第１セグメント１３１、前記第２セグメント１３３、前記第３セグメント１３５及び前記第４セグメント１３７の照射時間長を制御する。１フレームの画像を変調するためにかかる時間をＴとして仮定し、前記第２制御ユニット３１３は、前記カラーホイール１３の第１セグメント１３１、第２セグメント１３３、第３セグメント１３５及び第４セグメント１３７の光路に存在する時間帯をぞれぞれＴ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４とし、前記Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４の合計をＴに制御する。前記第１セグメント１３１が前記光路に存在する時間帯Ｔ／４で、前記第１制御ユニット３１１は、Ｔ１の（Ｎ１−Ｎ２）／２５５の時間内で点灯するように前記光源１１を制御して、即ち、前記第１セグメント１３１が前記光源１１により照射される時間長がＴ１×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）であり、前記第３制御ユニット３１５は、第１色の階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて相応の画素点で画像を変調するように前記ライトバルブ２０を制御する。それに応じて、前記第２セグメント１３３が前記光路に存在する時間帯Ｔ２で、前記第１制御ユニット３１１は、前記光源１１をオフさせるように制御して、前記第３制御ユニット３１５は、前記ライトバルブ２０を動作しないように制御する。前記第３セグメント１３５が前記光路に存在する時間帯Ｔ３で、前記第１制御ユニット３１１は、Ｔ３のＮ２／２５５の時間内でオンするように前記光源１１を制御して、即ち、前記第３セグメント１３５が前記光源１１により照射される時間長がＴ３×（Ｎ２／２５５）であり、前記第３制御ユニット３１５は、前記光源１１の点灯時間帯で第３色の階調値Ｎ２に基づいて相応の画素点で画像を変調すように前記ライトバルブ２０を制御する。前記第４セグメント１３７が前記光路に存在する時間帯Ｔ４で、前記第１制御ユニット３１１は、Ｔ４のＮ３／２５５の時間内でオンするように前記光源１１を制御して、即ち、前記第４セグメント１３７が前記光源により照射される時間長がＴ４×（Ｎ３／２５５）であり、前記第３制御ユニット３１５は、前記光源１１の点灯時間帯で第４色の階調値Ｎ３に基づいて相応の画素点で画像を変調すように前記ライトバルブ２０を制御する。
【００５９】
本実施例では、前記第１セグメント１３１、前記第２セグメント１３３、前記第３セグメント１３５及び前記第４セグメント１３７の光路に存在する時間をいずれもＴ／４とする。Ｎ１が２５０、Ｎ２が２００、Ｎ３が１００であることを例として、前記画素点の第１色の階調値と第２色の階調値のうち小さい方の値は２００であり、前記画像解析モジュール３５は、前記小さい方の値２００を前記プレ表示画像の相応の画素点の第３色階調値とし、前記プレ表示画像の前記入力画像に対応する相応の画素点の第１色、第２色、第３色及び第４色の階調値は、それぞれ５０、０、２００、１００であり、前記第１セグメント１３１が前記光源１１により照射される時間長は（Ｔ／４）×（５０／２５５）であり、前記第３セグメント１３５が前記光源１１より照射される時間長は（Ｔ／４）×（２００／２５５）であり、前記第４セグメント１３７が前記光源１１より照射される時間長は（Ｔ／４）×（ｌ００／２５５）である。
【００６０】
１つの実施例では、前記制御装置は、前記第１セグメント、前記第２セグメント及び前記第３セグメントの光路に存在する時間帯をそれぞれＴ１、Ｔ２及びＴ３に制御する。前記画像解析モジュール３５は、１フレームのカラー画像の第１色フレーム画像データ、第２色フレーム画像データ及び第３色フレーム画像データから、第１色、第２色及び第３色の画像データを得て、各画素に対応する第１色、第２色、第３色の階調値を取得して、さらに第１色、第２色、第３色の画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計してｄｌ、ｄ２、ｄ３とし、前記制御装置は、前記発光装置の第１色、第２色、第３色の変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴｌ×ｄｌ／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５に制御する。前記画像解析モジュール３５は、１フレームのカラー画像の赤色フレーム画像データ、緑色フレーム画像データ及び青色フレーム画像データから、赤、緑、黄、青という４色のフレーム画像データを得て、各画素に対応する赤、緑、黄、青の階調値を取得して、さらに赤、緑、黄、青という４色のフレーム画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計して、前記赤色フレーム画像データにおける各画素点の最高の階調値をｄ１とし、前記緑色フレーム画像データにおける各画素点の最高の階調値をｄ２とし、前記黄色フレーム画像データにおける各画素点の最高の階調値をｄ３とし、前記青色フレーム画像データにおける各画素点の最高の階調値をｄ４とする。前記第１制御ユニット３１１は、前記光源１１の赤色光、緑色光、黄色光、青色光の変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴ１×ｄ１／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５、Ｔ４×ｄ４／２５５に制御することにより、光源エネルギーを節約することができる。
【００６１】
前記第１色の光線が赤色光に限定されず、前記第２色の光線が緑色光に限定されず、前記第４色の光線が青色光に限定されず、前記第３色の光線が黄光に限定されないこと、と理解すべきである。前記第１色の光線、前記第２色の光線、前記第４色の光線及び前記第３色の光線は、他の色とされてもよく、例えば、前記第１色光線が青色光、前記第２色光線が赤色光、前記第４色光線が緑色光、前記第３色光線が紫色光であってもよい、と理解されるべきである。
【００６２】
本発明に係る画像変調方法及び投影システム１００によれば、前記ライトバルブ２０が前記発光装置１０から出射される色の異なる４つの色の光線を光源として変調画像を合成することにより、色彩の多様性及び色彩の彩度が向上する。そして、前記ライトバルブ２０による前記第１色及び前記第２色の変調時間を併合したので、前記ライトバルブ２０の寿命を延長することができる。さらに、本実施例では、前記第１色光線波長変換材料層が赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層が緑色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層が黄色蛍光体であることにより、黄色蛍光体が励起され黄色光線を発生させる変換効率が赤色蛍光体が励起され赤色光を発生させる効率よりも高いので、赤色光の輝度をある程度で補充して、投影システム１００の表示品質が向上する。
【００６３】
前記発光装置１０のカラーホイールを帯状構成の波長変換装置に置き換えてもよく、前記発光装置１０が色の異なる光線を出射可能であればよい、と理解すべきである。
【００６４】
前記投影システム１００の発光装置１０は、少なくとも第１色、第２色及び前記第１色と前記第２色との混合色である第３色の光線を出射可能である、と理解されるべきである。
【００６５】
本発明の技術効果を逸脱しない限り、当業者が本発明の技術思想で行った他の変化なども本発明の設計に適用可能である、と理解されるべきである。これらの本発明の技術思想に基づいて行われた変化は、本発明の請求の範囲内に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００６６】
１００…投影システム
１０…発光装置
１１…光源
ｌ３…カラーホイール
ｌ３１…第１セグメント
ｌ３３…第２セグメント
ｌ３５…第３セグメント
ｌ３７…第４セグメント
２０…ライトバルブ
３０…制御装置
３１…制御モジュール
３１１…第１制御ユニット
３１３…第２制御ユニット
３１５…第３制御ユニット
３５…画像解析モジュール
【図１】
2019510264.tif 000003
【図２】
2019510264.tif 000004
【図３】
2019510264.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月31日(2018.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置、ライトバルブ及び制御装置を備える投影システムであって、
前記発光装置は、少なくとも第１色と第２色と第３色との光線を出射し、前記第３色が前記第１色と前記第２色との混合色であり、
前記制御装置は、画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得し、
前記制御装置は、前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定し、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第３色に対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のうちの小さい方の階調値以下であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のそれぞれと前記第３色に対応する階調値との差に等しく、
前記制御装置は、前記ライトバルブが特定されたプレ表示画像における各画素点の対応する色の階調値に基づいて、前記発光装置から出射された対応する色の光線を変調することにより、前記プレ表示画像のデータに対応する画像を形成するように制御する投影システム。
【請求項２】
前記発光装置は、第４色の光線を出射可能であり、
前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値をさらに含み、
前記制御装置は、前記各画素点の第４色に対応する階調値に基づいて前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定可能であり、
前記制御装置は、前記発光装置が第４色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
【請求項３】
前記入力画像データにおける１つの画素点の第１色と第２色との階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２（ただし、Ｎ１≧Ｎ２）とし、
前記制御装置は、前記発光装置が第３色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが相応の画素点で階調値Ｎ２に基づいて変調するように制御し、
前記制御装置は、前記発光装置が第１色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記相応の画素点で階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
【請求項４】
前記発光装置は、光源及びカラーホイールを含み、
前記カラーホイールが、第１セグメント、第２セグメント及び第３セグメントを含み、
前記光源からの光線が前記第１セグメント、前記第２セグメント及び前記第３セグメントに照射されたとき、前記第１色の光線、前記第２色の光線及び前記第３色の光線は、それぞれ出射可能であることを特徴とする請求項３に記載の投影システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、
画像解析モジュールは、１フレームのカラー画像の第１色フレーム画像データ、第２色フレーム画像データ及び第３色フレーム画像データから、第１色と第２色と第３色との画像データを得て、各画素に対応する第１色と第２色と第３色との階調値を取得して、さらに第１色と第２色と第３色との画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計してｄｌ、ｄ２、ｄ３とし、
前記制御装置は、前記発光装置の第１色と第２色と第３色との変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴｌ×ｄｌ／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５に制御することを特徴とする請求項４に記載の投影システム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、
前記第１セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）、前記第２セグメントが前記光源により照射される時間長をゼロ、前記第３セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（Ｎ２／２５５）に制御することを特徴とする請求項５に記載の投影システム。
【請求項７】
前記Ｔｌ、Ｔ２及びＴ３が互いに等しいことを特徴とする請求項６に記載の投影システム。
【請求項８】
前記光源は、励起光源であり、
前記第１セグメントは、前記励起光を吸収して第１色の光線を出射可能な第１色光線波長変換材料層を担持し、
前記第２セグメントは、前記励起光を吸収して第２色の光線を出射可能な第２色光線波長変換材料層を担持し
前記第３セグメントは、前記励起光を吸収して第３色の光線を出射可能な第３色光線波長変換材料層を担持することを特徴とする請求項５に記載の投影システム。
【請求項９】
前記第１色光線波長変換材料層は、赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層は、緑色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層は、黄色蛍光体であることを特徴とする請求項８に記載の投影システム。
【請求項１０】
前記カラーホイールは、第４セグメントをさらに含み、
前記光源からの光線が前記第４セグメントに照射されたとき、第４色の光線は出射可能であり、
前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値を含み、
前記制御装置は、
前記第４色に対応する階調値に基づいてプレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、
前記カラーホイールから第４色の光線が出射されたとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項４に記載の投影システム。
【請求項１１】
前記光源は、紫外励起光源であり、
前記第４セグメントは、前記励起光を吸収して第４色の光線を出射可能な第４色光線波長変換材料層を担持することを特徴とする請求項１０に記載の投影システム。
【請求項１２】
前記光源は、青色励起光源であり、
前記第４セグメントは、青色光を透過可能な透過層であることを特徴とする請求項１０に記載の投影システム。
【請求項１３】
前記第１色は赤色であり、前記第２色は緑色であり、前記第３色は黄色であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の投影システム。
【請求項１４】
投影システムに適用される画像変調方法であって、
画像の各画素点の少なくとも前記第１色と前記第２色とに対応する階調値を含む入力画像データを取得するステップと、
前記第１色と前記第２色とに対応する階調値に基づいて、プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色と前記第３色とに対応する階調値を特定するステップであって、前記第３色が前記第１色と前記第２色との混合色であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第３色に対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のうちの小さい方の階調値以下であり、前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値が、前記入力画像データにおける相応の画素点の前記第１色と前記第２色とに対応する階調値のそれぞれと前記第３色に対応する階調値との差に等しいステップと、
ライトバルブが特定されたプレ表示画像における各画素点の対応する色の階調値に基づいて、前記発光装置から出射された対応する色の光線を変調することにより、前記プレ表示画像のデータに対応する画像を形成するように制御するステップと、
を含む画像変調方法。
【請求項１５】
取得された入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値をさらに含み、
前記各画素点の第４色に対応する階調値に基づいて前記プレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、
前記発光装置が第４色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項１４に記載の画像変調方法。
【請求項１６】
前記入力画像データの１つの画素点の第１色と第２色との階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２（ただし、Ｎ１≧Ｎ２）とし、
前記発光装置が第３色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが相応の画素点で階調値Ｎ２に基づいて変調するように制御し、
前記発光装置が第１色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記相応の画素点で階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて変調するように制御し、
前記発光装置が第２色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが動作しないように制御することを特徴とする請求項１４に記載の画像変調方法。
【請求項１７】
前記発光装置は、光源及びカラーホイールを含み、
前記カラーホイールが、第１セグメント、第２セグメント及び第３セグメントを含み、
前記光源からの光線が前記第１セグメント、前記第２セグメント及び前記第３セグメントに照射されたとき、前記第１色の光線、前記第２色の光線及び前記第３色の光線は、それぞれ出射可能であることを特徴とする請求項１６に記載の画像変調方法。
【請求項１８】
前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、
１フレームのカラー画像の第１色フレーム画像データ、第２色フレーム画像データ及び第３色フレーム画像データから、第１色と第２色と第３色との画像データを得て、各画素に対応する第１色と第２色と第３色との階調値を取得して、さらに第１色と第２色と第３色との画像データにおける各画素点の最高の階調値を統計してｄｌ、ｄ２、ｄ３とし、
前記発光装置の第１色と第２色と第３色との変調時間帯での点灯時間をそれぞれＴｌ×ｄｌ／２５５、Ｔ２×ｄ２／２５５、Ｔ３×ｄ３／２５５に制御することを特徴とする請求項１７に記載の画像変調方法。
【請求項１９】
第１色の光線、第２色の光線及び第３色の光線を交互に出射するように発光装置を制御するステップは、
前記カラーホイールの第１セグメントと第２セグメントと第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、
前記第１セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）、前記第２セグメントが前記光源により照射される時間長をゼロ、前記第３セグメントが前記光源により照射される時間長をＴ３×（Ｎ２／２５５）に制御することを含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の画像変調方法。
【請求項２０】
前記Ｔ１、Ｔ２及びＴ３が互いに等しいことを特徴とする請求項１９に記載の画像変調方法。
【請求項２１】
前記光源は、励起光源であり、
前記第１セグメントは、前記励起光を吸収して第１色の光線を出射可能な第１色光線波長変換材料層を担持し、
前記第２セグメントは、前記励起光を吸収して第２色の光線を出射可能な第２色光線波長変換材料層を担持し
前記第３セグメントは、前記励起光を吸収して第３色の光線を出射可能な第３色光線波長変換材料層を担持することを特徴とする請求項１７に記載の画像変調方法。
【請求項２２】
前記第１色光線波長変換材料層は、赤色蛍光体であり、前記第２色光線波長変換材料層は、緑色蛍光体であり、前記第３色光線波長変換材料層は、黄色蛍光体であることを特徴とする請求項２１に記載の画像変調方法。
【請求項２３】
前記カラーホイールは、第４セグメントをさらに含み、
前記光源からの光線が前記第４セグメントに照射されたとき、第４色の光線は出射可能であり、
前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値を含み、
前記第４色に対応する階調値に基づいてプレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、
前記カラーホイールから第４色の光線が出射されたとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御することを特徴とする請求項２１に記載の画像変調方法。
【請求項２４】
前記光源は、紫外励起光源であり、
前記第４セグメントは、前記励起光を吸収して第４色の光線を出射可能な第４色光線波長変換材料層を担持することを特徴とする請求項２３に記載の画像変調方法。
【請求項２５】
前記光源は、青色励起光源であり、
前記第４セグメントは、青色光を透過可能な透過層であることを特徴とする請求項２３に記載の画像変調方法。
【請求項２６】
前記第１色は赤色であり、前記第２色は緑色であり、前記第３色は黄色であることを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の画像変調方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
好ましくは、前記入力画像データにおける１つの画素点の第１色と第２色との階調値をそれぞれＮ１、Ｎ２（ただし、Ｎ１≧Ｎ２）とし、前記制御装置は、前記発光装置が第３色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが相応の画素点で階調値Ｎ２に基づいて変調するように制御し、前記制御装置は、前記発光装置が第１色の光線を出射したとき、前記ライトバルブが前記相応の画素点で階調値（Ｎ１−Ｎ２）に基づいて変調するように制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
好ましくは、前記制御装置は、前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第３セグメントとの光路に存在する時間帯をそれぞれＴｌ、Ｔ２及びＴ３に制御し、前記第１セグメントが前記光源により照射される時間長をＴｌ×（（Ｎ１−Ｎ２）／２５５）、前記第２セグメントが前記光源により照射される時間長をゼロ、前記第３セグメントが前記光源により照射される時間長をＴ３×（Ｎ２／２５５）に制御する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
好ましくは、前記カラーホイールは、第４セグメントをさらに含み、前記光源からの光線が前記第４セグメントに照射されたとき、第４色の光線は出射可能であり、前記入力画像データは、画像の各画素点の第４色の階調値を含み、前記制御装置は、前記第４色に対応する階調値に基づいてプレ表示画像における相応の画素点の前記第４色に対応する階調値を特定し、前記カラーホイールから第４色の光線が出射されたとき、前記ライトバルブが前記プレ表示画像の前記相応の画素点での前記第４色に対応する階調値に基づいて変調するように制御する。
【国際調査報告】
2019510264.tif 000006
2019510264.tif 000007
2019510264.tif 000008
2019510264.tif 000009